Question

在100℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：

时间	0	20	40	60	80	100
c(N2O4)	0.100	c1	0.050	c3	a	b
c(NO2)	0.000	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

试填空：
（1）该反应的化学方程式为_________________________________，达到平衡时四氧化二氮的转化率为________%。
（2）20s时四氧化二氮的浓度c₁=________mol·L^-1，在0～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为________mol?L^-1?s^-1。
（3）若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为________mol?L^-1。

Answer 1

（1）N₂O₄2NO_2， 60% （2）0.070  ，0.0015   (3)0.2 （每空2分）

解析试题分析：（1）根据表中数据可知，N₂O₄是反应物，NO₂是生成物，所以该反应的化学方程式为N₂O₄2NO₂。平衡时NO₂的浓度是0.120mol/L，则根据方程式可知消耗N₂O₄的浓度是0.120mol/L÷2＝0.060mol/L，因此NO₂的转化率是。
（2）（2）20s时NO₂的浓度是0.060mol/L，则消耗N₂O₄的浓度是0.030mol/L，所以四氧化二氮的浓度c₁=0.100mol/L－0.030mol/L＝0.070mol/L。则在0～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为0.030mol/L÷20s＝0.0015_mol?L^-1?s^-1。
（3）由于N₂O₄的最初浓度是0.100mol/L，完全转化为NO₂时，NO₂的浓度应该是0.200mol/L，所以若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为0.200mol/L。
考点：考查可逆反应的有关计算和等效平衡的有关应用
点评：该题是中等难度的试题，试题基础性强，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固与训练，有助于培养学生的应试能力，提高学生的学习效率。该题的难点是等效平衡的判断和应用，学生需要明确的是所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是：进行等效转化——边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较即可。